(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスと前記石英ガラスの表面上に形成された金属膜より成るパターンとを備えるフォトマスクの製造方法であって、
前記パターンに接続する又は近接し、且つ第１方向に第１幅を有し、前記第１方向に直交すると共に前記パターンのエッジの延長方向でもある第２方向に第２幅を有する黒欠陥が存在するか否かを検出する検出工程と、
前記検出工程に於いて前記黒欠陥が検出されるときには、前記黒欠陥を包含し且つ前記第１及び第２方向にそれぞれ第３及び第４幅を有する前記石英ガラスの前記表面上の照射領域を前記第１方向に修正オフセット量に基づき修正して得られる修正照射領域に渡って所定のビームを照射して前記黒欠陥を除去する工程とを備え、
前記修正オフセット量は、前記ビーム照射工程の後に得られる前記フォトマスクを使用して半導体基板上に前記パターンを転写して得られるレジストパターンの寸法の、前記黒欠陥が存在しないときに得られるべき本来のレジストパターンの寸法に対する寸法変動率が所定の範囲内となる様に、前記所定のビームの出力条件と、前記黒欠陥が存在する前記石英ガラスの前記表面上の領域の前記第１方向に於ける寸法と、前記黒欠陥のサイズとに応じて設定されており、
前記修正オフセット量の符号が負のときには、前記黒欠陥が前記パターンに接続するときには前記黒欠陥と前記パターンとの境界部分より、又は前記黒欠陥が前記パターンに近接するときには前記パターンの前記エッジの内で前記黒欠陥と対向する部分より、前記第１方向に前記修正オフセット量の絶対値だけ前記パターンの内部に向けて広がったパターン修正領域と前記照射領域とから成る領域として前記修正照射領域が与えられる様に、前記所定のビームを制御し、
前記修正オフセット量の符号が正のときには、前記照射領域が前記修正オフセット量の絶対値だけ前記第１方向に狭まった領域として前記修正照射領域が与えられる様に、前記所定のビームを制御することを特徴とする、
フォトマスクの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクの製造方法であって、
前記パターン修正領域の前記第２方向に於ける幅は前記第２幅よりも大きいことを特徴とする、
フォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置（ＬＳＩ）製造の写真製版工程において原盤として使用されるフォトマスク上の金属膜パターンの黒欠陥部分の修正方法、および修正後のフォトマスク上の金属膜パターンの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フォトマスクは、半導体装置製造の写真製版工程において、転写装置でウエハ表面にレジストパターンを転写する際に使用する原盤となるものであり、その表面上にはＣｒＯＮ等の金属膜で以てレジストパターンに対応するパターンが作り込まれている。この金属膜パターンに設計上の本来のパターンとは違った金属膜の残り（黒欠陥）または金属膜の欠損（白欠陥）があると、そのような欠陥のサイズによっては、設計された本来のレジストパターン以外のパターンがウエハ上に転写されてしまったり、転写されたパターンの寸法が本来のパターンの寸法に対して変動してしまう。しかも、レジストをマスクとして最終的に生成されるべき集積回路パターンの微細化に伴い、レジストパターンの寸法変動に対する要求精度は一段と厳しくなっており、このため許容されるマスク上の欠陥サイズは縮小する傾向にある。そして、金属膜パターンの欠陥がフォトマスク上に存在しても、それが転写されない欠陥サイズ、あるいは、それが転写されても本来のレジストパターンないしは集積回路パターンに生じさせる寸法変動が半導体製品の品質上許容範囲内であるような許容される欠陥サイズは、一般にデザインパターン寸法（マスク上）のおよそ１／４から１／３までとされている。従って、デザインパターン寸法が約３μｍの半導体製品では許容欠陥サイズが約１μｍであったのが、集積回路パターンの微細化に応じてデザインパターン寸法が約１μｍに縮小されると、許容欠陥サイズは約０．３μｍにまで縮小する。
【０００３】
従来のフォトマスク上の黒欠陥の修正方法を、図２８及び図２９の両平面図に基づき説明する。ここで、黒欠陥には、図２８に示す様に、孤立したもの（以下、孤立黒欠陥と称す）７３と、本来の金属膜パターン７０の一方のエッジに接続したもの（以下、凸欠陥と称す）７２とがある。この様な黒欠陥７２，７３の修正には、ＹＡＧ（イットリウム／アルミニウム／ガーネット）レーザー等を用いたレーザー修正が一般的に用いられている。即ち、図２９に示す様に、レーザー光ビームは、黒欠陥７２，７３のサイズ及び形状に応じてアパーチャー（図示せず）により変形された上で黒欠陥部分に照射される。このとき、黒欠陥７２，７３は照射されたレーザー光のエネルギーを吸収することにより蒸発して除去される。特に、孤立黒欠陥７３の修正の場合には、欠陥全体を十分に包含するレーザー照射領域７４を設定した上で、レーザー光ビームを当該領域７４内に照射して孤立黒欠陥７３を完全に除去している。他方、凸欠陥７２を修正する場合には、孤立黒欠陥７３の修正と同様に、凸欠陥７２を完全に除去し得るようにレーザー光を照射するのであるが、特に、凸欠陥７２がパターン７０の一方のエッジと接触した境界部分が修正後に凸欠陥７２がないときの本来のパターンのエッジを再現するように光路上の光学系を調整して、レーザー照射領域７４の一方の端の位置を本来のパターンのエッジの延長線に合わせた上で、レーザー光を照射している。つまり、凸欠陥７２のレーザー修正後に被修正部分に金属膜の残渣が生じることのない様に、あるいは、逆に過剰に金属膜を除去したために本来のパターンエッジの位置よりも被修正部分のエッジが後退してしまうことのない様に、本来のパターンエッジを再現している。上記の修正方法は、ＣｒＯＮ膜を主に使用する通常のフォトマスクや、ＣｒＯＮ膜、あるいはＭｏＳｉＯＮ膜を主に使用する位相シフトフォトマスクにも適用されている。
【０００４】
凸欠陥の修正方法としては、上記のレーザー修正の他に、ビームの位置合わせの精度がレーザー光を用いる場合よりも良いイオンビームを用いる方法（イオンビームエッチング法）も用いられる。後者の修正方法でも、レーザー修正方法と同様に、凸欠陥の修正部分に金属膜の残渣が発生せず且つ過剰な修正によって被修正部分の後退が発生することのない様に、本来のパターンエッジを再現するための修正がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のレーザー修正方法あるいはイオンビームエッチング法によって黒欠陥を修正する場合には、次の様な問題点が生じている。以下、その点を図３０及び図３１の平面図に基づき説明する。
【０００６】
即ち、図３０に示す黒欠陥を修正した部分（黒欠陥修正部分）７５には、遮光金属膜のごく薄い残渣又はビーム照射に起因した石英ガラス表面の荒れが発生するため、黒欠陥の存在しない本来の石英ガラス部分７１（図２８）の透過率と比較して、黒欠陥修正部分７５における透過率は低下している。このため、フォトマスクの修正後の金属膜パターンを半導体ウエハ上に転写してレジストパターンを形成するときに、黒欠陥修正部分の直下に位置するレジストの一部分への露光量は、黒欠陥の存在しない本来の石英ガラス部分の直下に位置するレジストの他部への露光量とは異なることとなり（小さくなり）、図３１に示す様に、半導体ウエハ上のレジストパターン７６のエッジの一部が凸状となり、同パターン７６の寸法が変動するという問題点が生ずる。この様な寸法変動は、デザインパターン寸法が例えば約３μｍというように大きいデバイスにおいては、寸法変動許容サイズが大きいために、デバイス品質に問題を与えることはない。しかし、デザインパターン寸法が約１μｍというように縮小されるときには、従来の方法で修正した黒欠陥修正部分の透過率の低下に起因するレジストパターンの寸法変動は、その許容範囲を越えてデバイスの品質に重大な影響を与えることになる。この様な問題点は、金属膜パターンに近接して存在する孤立黒欠陥、あるいは金属膜パターンのエッジに接続した凸欠陥を修正した部分について生じやすく、特にＤＲＡＭ等のメモリセルでは最も微細なパターンが密集しているために発生しやすい。
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、１）通常のフォトマスクの金属膜パターンの黒欠陥（特に金属膜パターン同士が近接した部分に存在する孤立黒欠陥あるいは凸欠陥）の修正部分の透過率低下を補って写真製版工程でその修正部分の半導体ウエハ上に形成したパターンに生じる寸法の変動を抑制することのできるフォトマスク製造方法、及び２）位相シフトフォトマスクの金属膜パターンの黒欠陥（特に金属膜パターン同士が近接した部分に存在する孤立黒欠陥あるいは凸欠陥）の修正部分の透過率低下を補って写真製版工程でその修正部分の半導体ウエハ上に形成したパターンに生じる寸法の変動を抑制することのできるフォトマスク製造方法を提示することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、石英ガラスと前記石英ガラスの表面上に形成された金属膜より成るパターンとを備えるフォトマスクの製造方法であって、前記パターンに接続する又は近接し、且つ第１方向に第１幅を有し、前記第１方向に直交すると共に前記パターンのエッジの延長方向でもある第２方向に第２幅を有する黒欠陥が存在するか否かを検出する検出工程と、前記検出工程に於いて前記黒欠陥が検出されるときには、前記黒欠陥を包含し且つ前記第１及び第２方向にそれぞれ第３及び第４幅を有する前記石英ガラスの前記表面上の照射領域を前記第１方向に修正オフセット量に基づき修正して得られる修正照射領域に渡って所定のビームを照射して前記黒欠陥を除去する工程とを備え、前記修正オフセット量は、前記ビーム照射工程の後に得られる前記フォトマスクを使用して半導体基板上に前記パターンを転写して得られるレジストパターンの寸法の、前記黒欠陥が存在しないときに得られるべき本来のレジストパターンの寸法に対する寸法変動率が所定の範囲内となる様に、前記所定のビームの出力条件と、前記黒欠陥が存在する前記石英ガラスの前記表面上の領域の前記第１方向に於ける寸法と、前記黒欠陥のサイズとに応じて設定されており、前記修正オフセット量の符号が負のときには、前記黒欠陥が前記パターンに接続するときには前記黒欠陥と前記パターンとの境界部分より、又は前記黒欠陥が前記パターンに近接するときには前記パターンの前記エッジの内で前記黒欠陥と対向する部分より、前記第１方向に前記修正オフセット量の絶対値だけ前記パターンの内部に向けて広がったパターン修正領域と前記照射領域とから成る領域として前記修正照射領域が与えられる様に、前記所定のビームを制御し、前記修正オフセット量の符号が正のときには、前記照射領域が前記修正オフセット量の絶対値だけ前記第１方向に狭まった領域として前記修正照射領域が与えられる様に、前記所定のビームを制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のフォトマスクの製造方法であって、前記パターン修正領域の前記第２方向に於ける幅は前記第２幅よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本実施の形態は、石英ガラスの表面上に形成される金属膜のパターンがＣｒＯＮ膜より成る直線状の配線パターンであるフォトマスクに関するものであり、しかも、フォトマスクのパターン生成時に生じた黒欠陥の内で凸欠陥部分を適切に修正して、フォトマスク上のパターンを半導体ウエハ上に転写した際にレジストパターン（終局的には集積回路パターン）の寸法が許容範囲を超えて変動しないようするためのフォトマスクの製造方法に関している。また、本実施の形態は、凸欠陥の修正・除去後に形成される金属膜の配線パターンの構造をも示すものである。以下では、先ず凸欠陥部分の修正方法ないしは修正原理について説明する。
【００１６】
図１ないし図７は、ＣｒＯＮ膜を約０．１μｍの厚さで石英ガラスの表面上に成膜して金属膜の直線状配線パターンを形成したときに生ずるフォトマスク上の凸欠陥を、波長約５３０ナノメートル、出力約１ミリジュール／パルス、パルス幅約０．８ナノ秒ないし０．９ナノ秒のパルスレーザー光（例えばＹＡＧレーザー光）を用いて修正するときの一例であり、フォトマスクの平面図として描かれている。この内、図１は、黒欠陥修正前のフォトマスク１０の表面構造を示している。同図に示す通り、フォトマスク１０の石英ガラスの表面上には、ＣｒＯＮ金属膜より成る複数本の配線パターン１２が第２方向Ｄ２に沿って互いに平行に形成されており、第１方向Ｄ１における配線パターン幅Ｌおよび配線パターン間隔Ｓは共に約１μｍである。ここでは、隣り合う配線パターン１２の間の石英ガラス部分１１に、第１方向Ｄ１に沿って幅（第１幅）ｗ１（＝約０．５μｍ）、第２方向Ｄ２に沿って幅（第２幅）ｗ２を有する凸欠陥１３があるものとする。この凸欠陥１３は、一本の配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅの一部分（境界部分）に接続している。
【００１７】
本実施の形態では、図２に示す様に、レーザー光をフォトマスク１０の石英ガラスの表面上に照射するときの修正照射領域１４を、▲１▼凸欠陥１３を包含する、第１方向Ｄ１に幅（第３幅）ｗ１及び第２方向Ｄ２に幅（第４幅）ｗ２を有する矩形状の照射領域（従来技術の照射領域に相当）１４Ａと、▲２▼配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅの延長線に該当する凸欠陥１３と配線パターン１２との境界部分より配線パターン１２の内部に向けて第１方向Ｄ１のマイナス方向に沿って修正オフセット量Δｗ（ないしは最適修正オフセット量Δｗ0）の絶対値だけ広がって成り、且つ第２方向Ｄ２に幅ｗ２を有する矩形状のパターン修正領域１４Ｂとの和から成る領域として設定する。即ち、従来の修正方法において用いられてきた照射領域１４Ａを、修正オフセット量Δｗ（ないしは最適修正オフセット量Δｗ0）に基づき第１方向Ｄ１に修正する（ないしは拡大する）ことにより、適切な修正照射領域１４を設定する。
【００１８】
次に、図２の修正照射領域１４に渡ってレーザー光を照射し、同領域１４内に存在する凸欠陥１３及びＣｒＯＮ膜を除去する。ここで、除去後のフォトマスク１０の表面構造を示すのが、図３である。同図に示す通り、石英ガラス部分１１中、凸欠陥が除去された後の部分（欠陥修正部分と称する）１５と対面する、修正後の配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅの一部分ＭＥは、エッジ１２Ｅの本来の位置よりも第１方向Ｄ１のマイナス方向に沿って後退した態様となっている。換言すれば、凸欠陥修正後のフォトマスク１０の特定の配線パターン１２については、その一方のエッジ１２Ｅの一部が欠損しており、これにより、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２にそれぞれ修正オフセット量Δｗ（ないしは最適修正オフセット量Δｗ0）の絶対値に等しい幅及び幅ｗ２を有する凹部１６が、配線パターン１２に形成されている。この様な配線パターン１２を有するフォトマスク１０を用いて写真製版工程を行うことになるが、同フォトマスク１０を採用する根拠ないしは着眼点は次の点にある。
【００１９】
既述した通り、レーザー光を照射されたＣｒＯＮ金属膜の凸欠陥は、レーザー光のエネルギーを吸収して加熱され、その結果、蒸発除去される。このとき、欠陥修正部分に当たる、除去された凸欠陥の下地の石英ガラス部分も高温に加熱されるため、欠陥修正部分に当たる石英ガラス部分の表面には、微小な荒れが生じる（即ち、ダメージが入る）。そのために、黒欠陥の存在しない石英ガラス部分に比べて、欠陥修正部分１５（図３）の透過率が低下する。例えば、上記出力条件の下でレーザー光による凸欠陥の修正・除去を行った場合、欠陥の存在しない石英ガラス部分の透過率を１００としたときの欠陥修正部分１５の透過率は、波長が２４８ｎｍの場合には９２、波長が３６５ｎｍの場合には９６であった。
【００２０】
この様な欠陥修正部分１５に於ける透過率の低下を補うためには、フォトマスク１０上の配線パターン１２を半導体ウェハ上のレジストへ転写する際に、同部分１５の周囲から回析や散乱によって同部分１５の直下のレジストの部分に入射する光の光量を増加させて、同部分１５を直接透過してその直下のレジストの部分に至る光の強度の低下量を補えば良い筈である。この様な光量の低下の補足は、図２９に示した従来の欠陥修正方法においても、欠陥修正部分７５（図３０）の周囲の石英ガラス部分７１（図２８）を透過する光によっても成されていたと言えるが、それだけでは不十分であったものと評価できる。そこで、図３に示す様な、積極的にエッジ１２Ｅの一部に欠損を生じさせた配線パターン１２を有するフォトマスク１０を製作する訳である。即ち、配線パターン１２の凹部１６の直下の石英ガラス部分（これを石英ガラス部分１６と称す）がレーザー光の照射後に新たに露出することになるので、同パターン１２を半導体ウエハ上へ転写する際に、当該石英ガラス部分１６を透過した光の一部が回析や散乱によって欠陥修正部分１５の直下のレジストの部分にも入射することとなるので、その分だけ当該レジスト部分を照射する光の光量が増大する。そして、この光量の増大分を上記透過率低下に伴う光量減少分を補うために積極的に利用するのである。この場合、図３の石英ガラス部分１６もまたレーザー光照射の際にダメージを受けるので、同部分１６の透過率もまた低下し、従って、低下した分だけ転写時に同部分１６の直下のレジストの部分に入射する光量は低下する。このとき、同部１６の周囲からの光量の補足分は、欠陥修正部分１５における光量の補足分よりも少ないものと考えられる。
【００２１】
以上の観点を踏まえると、転写時に、▲１▼欠陥修正部分１５の直下のレジストの部分に同部分１５を透過して入射する光の光量の減少量と、▲２▼石英ガラス部分１６及び欠陥修正部分１５周辺の石英ガラス部分１１を透過して上記レジストの部分に入射する光の光量（増大分）とが等しくなる、最適修正オフセット量Δｗ0が存在し得る筈である。そこで、この最適修正オフセット量Δｗ0を予め試作を通じて求めておくならば、転写時に、図４に例示するレジストパターン（Ｓｗ１＝Ｓｗ２）が得られることになる。ここで図４は、図２の修正照射領域１４を、照射領域１４Ａと最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけ第１方向Ｄ１のマイナス方向に広がったパターン修正領域１４Ｂとから成る領域として設定した上で、同領域１４に対してレーザー光照射を行って得られるフォトマスク１０を用いて、半導体ウエハないしは半導体基板１上に形成したポジレジストにフォトマスク１０の配線パターン１２を転写することにより得られるレジストパターン２を有する半導体装置１００を示す平面図である。同図中、記号Ｓｗ１は黒欠陥が無い部分における本来のレジストパターン間隔であり、記号Ｓｗ２は図３の修正欠陥部分１５に対応する部分におけるレジストパターン間隔であり、この場合にはＳｗ１＝Ｓｗ２となる。
【００２２】
ここで、修正オフセット量Δｗの符号は、修正後の配線パターンの一方のエッジが本来のパターンエッジの位置よりも第１方向Ｄ１のマイナス側に後退する場合にマイナスと表現され、逆に境界部分付近の欠陥部分が残る場合、即ち、修正後のパターンエッジが本来のパターンエッジよりも第１方向Ｄ１のプラス側に突出する場合にプラスとして表現される。従って、図３，図４及び後述する図５の場合は、共に修正オフセット量Δｗの符号がマイナスのときに該当している。
【００２３】
これに対して、修正オフセット量ΔｗをΔｗ＜Δｗ0＜０と設定するときには、図３の石英ガラス部分１６においても、同部１６の面積がより大きくなる分だけ、その透過率の低下が部分的に補正されるので、図４に破線で示す様に、転写後のレジストパターン２のエッジ２Ｅ中に欠損ないし凹部が生じ、欠陥修正部分１５に対応するエッジ部分２ＥＡは後退する結果、レジストパターン間隔Ｓｗ２は本来のレジストパターン間隔Ｓｗ１よりも大となる。
【００２４】
逆に、修正オフセット量ΔｗをΔｗ0＜Δｗ＜０と設定するときには、石英ガラス部分１６のみならず、欠陥修正部分１５の一部（境界部付近）も、その透過率の低下が完全に補われなくなり、図５に示す様に、レジストパターン間隔Ｓｗ２はレジストパターン間隔Ｓｗ１よりも小さくなる。
【００２５】
以上より、修正オフセット量Δｗが最適修正オフセット量Δｗ0と等しくなる様に、レーザー光の光路上の光学系を制御してレーザー光照射を行うのが最善であると言える。又、修正オフセット量ΔｗがΔｗ＝Δｗ0にはならなくても、実際のレジストパターン間隔Ｓｗ２の本来のレジストパターン間隔Ｓｗ１に対する変動率（Ｓｗ２−Ｓｗ１）×１００／Ｓｗ１（％）がデバイスのデザインパターン寸法毎に応じて定まる許容範囲内になる様に、修正オフセット量Δｗの所定の範囲（許容範囲）を求め、この許容範囲内の修正オフセット量Δｗで定まる修正照射領域内にレーザー光が照射される様にレーザー光の光路上の光学系を制御した上で（レーザー光ビームの制御）、レーザー光照射による凸欠陥の修正を行うことも可能である。
【００２６】
他方、従来技術ではレジストパターン寸法の変動が問題とはならなかった、デザインパターン寸法が比較的大きい場合には、修正オフセット量Δｗの符号がプラスとなる様な凸欠陥修正方法を用いることもできる。但し、最適修正オフセット量Δｗ0は０μｍである。この場合のフォトマスク１０上の修正照射領域１４を、図６の平面図に示す。この場合には、同図に示す通り、修正照射領域１４は、図２に示す元々の照射領域１４Ａを修正オフセット量Δｗの絶対値だけ第１方向Ｄ１に狭めた領域として与えられる。従って、凸欠陥１３と配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅとの接続部分ないしは境界部分から第１方向Ｄ１のプラス側に修正オフセット量Δｗの絶対値だけ突出した凸欠陥１３の一部が、レーザー光照射によっても除去されずに残ることとなる。
【００２７】
この様な凸欠陥修正を行った後のフォトマスク１０の平面構造を模式的に示すのが図７である。同図に示す様に、凸欠陥１３の残部１７が配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅに接続している。
【００２８】
この様なフォトマスク１０を用いても、デザインパターン寸法が比較的大きい場合（例えば、半導体ウエハ上で約３μｍ以上）には、図７の欠陥修正部分１５の周囲の石英ガラス部分１１の領域が比較的大きいため、フォトリソグラフィにより図７の配線パターン１２を半導体ウエハ上のレジストに転写する際に、欠陥修正部分１５の周囲の石英ガラス部分１１を透過して欠陥修正部分１５及び残部１７の直下のレジスト部分に入射する光量は比較的大きく、欠陥修正部分１５における透過率の低下及び残部１７の存在による光量不足を十分に補うことができると考えられる。従って、修正オフセット量Δｗ（＞０）の絶対値を適切に設定するときには、転写後のレジストパターンの寸法の本来のレジストパターンの寸法に対する寸法変動率が所定の許容範囲内に入る様にすることが可能である。この場合には、０値である最適修正オフセット量Δｗ0に対する許容可能な変動範囲内の値として、修正オフセット量Δｗは与えられる。
【００２９】
以下、上述したフォトマスクの凸欠陥の修正方法に基づきフォトマスクを試作した結果について説明する。
【００３０】
先ず、上述した凸欠陥修正方法に基づき、上記のレーザー光の出力条件下で、幅Ｌ及び間隔Ｓが共に約１μｍより成る、石英ガラス上のＣｒＯＮ膜の配線パターンの一つの一方のエッジに接続した、幅ｗ１及びｗ２が共に０．５μｍの凸欠陥１３（図１参照）を修正オフセット量Δｗの値を変えて修正し、各修正オフセット量Δｗとそれに対する半導体ウエハ上のレジストパターン２（図４参照）の寸法変動率ΔＳｗ（（Ｓｗ２−Ｓｗ１）ｘ１００／Ｓｗ１として表される）との関係を実測した。その実測結果を図８に示す。同図に示す通り、修正オフセット量Δｗが約−０．０６μｍの時に、半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動率ΔＳｗはゼロ％になる。従って、最適修正オフセット量２０は約−０．０６μｍであると評価できる。又、寸法変動率ΔＳｗをフォトマスク上に黒欠陥がない部分に於けるレジストパターン寸法Ｓｗ１の例えば±１０％以内の変動範囲内（所定の許容範囲内に該当）になるようにするためには、修正オフセットΔｗの許容量２１は約＋０．０４μｍから−０．１６μｍまでの範囲内（但し、Δｗ＝０は除く）であった。
【００３１】
次に、幅Ｌ及び間隔Ｓ（図１）が共に１μｍの配線パターン１２のエッジに接続した凸欠陥１３の幅寸法ｗ１，ｗ２が共に１μｍの場合、及び幅寸法ｗ１が１μｍ、幅寸法ｗ２が３μｍの場合では、共に凸欠陥１３を挟んで隣り合う両側の配線パターン１２同士が凸欠陥１３によってつながった形になる。そこで、この場合の凸欠陥１３をブリッジ欠陥と呼ぶ。しかし、この場合についても、片側あるいは両側の配線パターンについて図１ないし図７で上述した凸欠陥修正方法を適用し、修正後の配線パターンのエッジを本来の位置よりも後退させる（修正オフセット量Δｗ＜０の場合）又は突出させる（Δｗ＞０の場合）ことにより、欠陥修正部分１５（図３，図７）の透過率の低下を補い、以て半導体ウエハ上に形成するレジストパターンの寸法変動率を０値を含む許容範囲内に抑制することが可能である。両側の配線パターン１２のそれぞれのエッジ１２Ｅとブリッジ欠陥１３との境界部分をそれぞれ第１修正オフセット量Δｗ1の絶対値及び第２修正オフセット量Δｗ2の絶対値だけ後退させる一例を、図９に示す。但し、第１修正オフセット量Δｗ1の絶対値と第２修正オフセット量Δｗ2の絶対値との和が、既述した修正オフセット量Δｗの絶対値に等しい。同様の考え方が最適修正オフセット量Δｗ0についても妥当し、第１最適修正オフセット量Δｗ01の絶対値と第２最適修正オフセット量Δｗ02の絶対値との和が、最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値に相当する。
【００３２】
ここで、幅ｗ２が１μｍないしは３μｍ（共にｗ１＝１μｍ）のブリッジ欠陥を図９に示す様に修正する場合についても（配線パターンの寸法Ｌ，Ｓ及びレーザー光の出力条件は既述した通りである）、修正オフセット量Δｗ（＝Δｗ1＋Δｗ2）を変えて、各修正オフセット量Δｗに対する半導体ウエハ上に形成されるレジストパターンの寸法変動率ΔＳｗを実測した。その結果を図１０に示す。尚、ブリッジ欠陥の修正は図９に例示した通りであり、従って、この場合の修正オフセット量Δｗは図９に示す両側のパターン１２の各々のエッジ１２Ｅに関する第１及び第２修正オフセット量Δｗ１，Δｗ2の和に等しい値である。同図より明らかな通り、欠陥サイズ（＝ｗ２）が１μｍ、及び３μｍの場合における最適修正オフセット量３０は共に約−０．０７μｍとなり、このとき半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動率ΔＳｗはゼロ％になる。
【００３３】
上述した通り、欠陥修正部分で生じた透過率の低下は、同部の周囲の光透過部分（石英ガラス部分）を透過した光の回析、散乱により適切に補正されるので、透過率が低下した部分の面積が同じで合れば、図１の配線間隔Ｓが大きい方が、透過率の低下の全く無い欠陥修正部分１５の周囲の石英ガラス部分１１の領域が広がる分だけ、最適修正オフセット量Δｗ0は小さくなる。かかる観点を踏まえて、配線幅Ｌ及び配線間隔Ｓが共に約１．２μｍの配線パターンのエッジに接続した凸欠陥（ｗ１＝ｗ２＝０．５μｍ）とブリッジ欠陥（ｗ１＝１．２μｍ，ｗ２＝３μｍ）とを同様のレーザー光出力条件の下で上述した修正方法に基づき修正し、修正オフセット量Δｗとそのときの半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動率ΔＳｗとの関係を実測した。その結果を図１１に示す。尚、ブリッジ欠陥の修正は図９に例示した通りであり、従って、この場合の修正オフセット量Δｗは図９に示す両側のパターン１２の各々のエッジ１２Ｅに関する第１及び第２修正オフセット量Δｗ1，Δｗ2の和に等しい値である。同図より明らかな通り、最適修正オフセット量Δｗ0は共に約−０．０４μｍであり、配線幅Ｌ及び配線間隔Ｓが共に１μｍの場合（図１０）の最適修正オフセット量Δｗ0と比べて小さい。
【００３４】
また、半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動率を半導体装置の許容範囲内に入れるために必要な修正オフセット量Δｗの精度ないしは許容範囲は、主に凸欠陥のサイズに関係している。既述した図１０及び図１１には、レジストパターンの寸法変動としては中心値の±１０％以内までは許容されるとした時に必要な修正オフセット量Δｗの精度も示されている。両図１０，１１より理解される様に、欠陥サイズ（＝ｗ２）が大きい方が修正オフセット量（Δｗ）のバラツキの許容範囲が小さくなっている。例えば、図１０に示す様に、配線間隔Ｓが１μｍの配線パターン間のブリッジ欠陥を修正する場合に、ブリッジ欠陥の欠陥サイズ（＝ｗ２）が１μｍの時は修正オフセット量Δｗの許容範囲３１は−０．１５μｍ〜＋０．０２μｍの範囲であるが、欠陥サイズ（＝ｗ２）が３μｍの時には修正オフセット量Δｗの許容範囲３２は−０．１３μｍ〜−０．０１μｍの範囲となり、小さくなっている。この関係は、図１１の許容範囲４１，４２についても成立する。
【００３５】
ＣｒＯＮフォトマスクの配線パターンのエッジに接続した凸欠陥またはブリッジ欠陥をレーザー光の上記出力条件に基づき上述の方法により修正するときの、配線パターンの間隔Ｓと最適修正オフセット量Δｗ0との関係を表１に示す。但し、表１のデータに関しては、凸欠陥又はブリッジ欠陥のサイズ（ｗ１，ｗ２）は各データ毎に一様ではなく、例えば、幅ｗ１は寸法Ｓ以内であり、幅ｗ２は約０．５μｍないし３μｍ程度の範囲内にある。
【００３６】
【表１】
0004442962.tif 000002
【００３７】
表１に示す通り、間隔Ｓ、即ち、黒欠陥が存在する石英ガラス表面領域の第１方向Ｄ１における寸法Ｓに応じて（勿論、レーザー光の出力条件と欠陥サイズとにも依存するが、ここでは主として間隔Ｓへの依存度が大きい）、最適修正オフセット量Δｗ0は定まる。例えば、１μｍ≦Ｓ＜２μｍのときには、最適修正オフセット量Δｗ0は、−０．１０μｍないし−０．０５μｍの範囲内の値となる。
【００３８】
又、表１には示されていないが、転写されたレジストパターンの寸法変動率を所定の範囲内（例えば±１０％以内）に抑制するために必要な修正オフセット量Δｗの許容範囲（その中に最適修正オフセット量Δｗ0も含まれる）もまた同様に、レーザー光ビームの出力条件と間隔Ｓと欠陥サイズとに応じて定まることは、既述した説明文、図１０、図１１及び表１の開示より自明である。
【００３９】
以上より、表１に記載した最適修正オフセット量Δｗ0又はそれを含む上記許容範囲内の修正オフセット量Δｗに基づき定まる修正照射領域１４（図２，図６）内にレーザー光ビームを照射することにより、フォトマスクの欠陥修正部分の透過率低下に起因する半導体ウエハ上に転写されたレジストパターンの寸法変動を最も小さくすることができる、又は、半導体装置の許容範囲に応じて定まる所定の範囲内（例えば、±１０％以内）に抑制することができる。
【００４０】
ここで、実際のレーザー修正装置自体の修正エッジの位置合わせ精度には約０．１μｍ〜０．２μｍの範囲内のバラツキがあるのが現実である。従って、半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動率を上記の半導体デバイスの許容範囲内に迎えるために必要な修正オフセット量Δｗないしは最適修正オフセット量Δｗ0だけ後退した（Δｗ＜０又はΔｗ0＜０）、又は修正オフセット量Δｗだけ突出した（Δｗ＞０）配線パターンエッジが修正後に最終的に得られる様に、上述した凸欠陥の修正作業を行う必要がある。つまり、レーザー修正装置が有する位置精度のバラツキを考慮して、凸欠陥と本来の配線パターンとの接続部分から最も離れた凸欠陥の先端位置から上記接続部分へ向けて第１方向Ｄ１に沿って徐々にレーザー光の照射領域を拡大して凸欠陥をその先端部分から徐々に除去していき、レーザー光の照射位置が上記接続部分からみて所望の修正オフセット量Δｗないしは最適修正オフセット量Δｗ0だけ離れた位置に来たところで、修正を完了するようにする。以下、実際のレーザー修正装置を用いた修正オフセット量に基づく凸欠陥の修正手順について説明する。
【００４１】
先ず図１２は、上述した黒欠陥修正方法を用いて製造されたフォトマスクを用いて、集積回路パターンを半導体ウエハないしは半導体基板上の所定の層（絶縁層又は金属膜）に形成する工程を模式的に示すフローチャートである。同図中、工程Ｔ１は上記フォトマスクの製造工程であり、本実施の形態の中核部分である。そして、同工程Ｔ１は、▲１▼フォトマスクの母材たる石英ガラスの表面上にＣｒＯＮ膜（金属膜）を配線パターンとして形成する工程Ｓ１と、▲２▼汎用の欠陥検査装置を用いて黒欠陥（ここでは凸欠陥）がフォトマスク上に存在するか否かを検査する工程Ｓ２と、▲３▼黒欠陥ありの場合に、上述した黒欠陥修正方法を適用して修正照射領域（図２，図６の領域１４）にレーザー光を照射する黒欠陥修正工程Ｓ３と、▲４▼修正後のフォトマスクを所定の洗浄液で洗浄する工程Ｓ４と、▲５▼黒欠陥なしの場合に（ここでは便宜上、白欠陥はなしと想定している）、フォトマスクの最終検査を行う工程Ｓ５とから成る。これらの工程中、黒欠陥修正工程Ｓ３が核心部であるので、更に同工程Ｓ３の手順を後程詳述する。
【００４２】
又、図１３は、上記工程Ｓ３において用いるレーザー修正装置１１０の構成及び同装置１１０の動作原理を模式的に示す図である。同図において、各符号は次のものを示す。即ち、１０はフォトマスク、１１１は対物レンズ、１１２及び１１６はハーフミラー、１１３は顕微鏡、１１４はスリット、１１５は開口である。尚、フォトマスク１０は、移動可能なステージ（図示せず）上に搭載されている。以下、図１３を参照しつつ、図１２の工程Ｓ３を図１４のフローチャートに基づき詳述する。
【００４３】
先ず、第１工程Ｓ３１においては、フォトマスク１０を試料台（ステージ）上にセットする。
【００４４】
次の第２工程Ｓ３２では、図１２の工程Ｓ２で用いた欠陥検査装置より欠陥検査データ（座標データ）を呼び出し、データ処理用コンピュータ（図示せず）に同データを入力する。
【００４５】
次に第３工程Ｓ３３では、上記データ処理用コンピュータは上記欠陥検査データから凸欠陥の位置座標を認識し、同座標に基づきステージを制御して上記凸欠陥を顕微鏡１１３で以て視認できる位置にフォトマスク１０を移動させる。
【００４６】
更に第４工程Ｓ３４では、先ず操作者は照明光源（図示せず）を点灯させて照明光をハーフミラー１１６、開口１１５、ハーフミラー１１２及び対物レンズ１１１を介してフォトマスク１０の表面に照射させた上で、顕微鏡１１３を用いてフォトマスク１０の表面の配線パターン及びその一方のエッジに接続する凸欠陥の存在を確認する。そして、操作者は、スリット１１４を変形させて開口１１５の口径寸法を調整する作業に移る。その際、既述した接続部ないしは境界部から第１方向Ｄ１のプラス側に沿って最も遠方に位置する凸欠陥の先端部付近が上記照明光によって照らされる様に、操作者はスリット１１４の開口１１５を調整する。そして、この位置から更にスリット１１４を徐々に変形させて上記境界部へ向けて照射領域を徐々に拡大していくのである。又は、ステージを少しずつ移動させて、照射領域を上記境界部へ拡大していく。
【００４７】
次の第５工程Ｓ３５では、操作者は照明光源を消灯した上で又は同光源を点灯させたままで、レーザー光源（図示せず）を点灯させてレーザー光をフォトマスク１０の表面に照射し、これにより凸欠陥中、被照射部分を除去する。その後、操作者はレーザー光源を消灯し、レーザー光源点灯の際に照明光源を消灯させていたときには照明光源を再度点灯させた上で、そうでないときにはそのまま照明光源を点灯し続けて、欠陥の修正箇所を顕微鏡１１３によって確認した上で（第６工程Ｓ３６）、次の評価工程Ｓ３７へと移る。
【００４８】
第７工程Ｓ３７では、操作者は、顕微鏡１１３よりフォトマスク１０の表面上の欠陥修正部分を眺めて、同欠陥修正部分に対応する配線パターンの一方のエッジの一部の位置が上記接続部分から第１方向に沿って予め設定された最適修正オフセット量Δｗ0（Δｗ0＜０）だけ後退しているか、又は、予め設定された許容範囲内の修正オフセット量Δｗの絶対値分だけ後退しているか（Δｗ＜０のとき）、あるいは突出しているか（Δｗ＞０のとき）を評価する。その際、最適修正オフセット量Δｗ0又は許容範囲内の修正オフセット量Δｗだけ配線パターンの一方のエッジの一部が後退又は突出したサンプルを予め製作しておき、このサンプルと現在修正中のフォトマスクとを比較することによって、操作者は欠陥修正の良否を判定しても良い。又は、現在修正中のフォトマスクを一旦取出した上で、配線パターンの一方のエッジの一部の後退量又は突出量を計測することによっても、本工程における評価を達成することが可能である。
【００４９】
以上の様にして判定した結果、ＮＯの場合には、工程Ｓ３４へと移り、工程Ｓ３５〜Ｓ３７を繰り返して再度レーザー照射を実行する。これにより、照射領域は上述した修正照射領域に向けて拡大・調整される。
【００５０】
工程Ｓ３７でＹＥＳと判定される場合には、凸欠陥修正は修了し、フォトマスク１０を取り出す（第８工程Ｓ３８）。
【００５１】
その後は、図１２の工程Ｔ２へと移り、所望の集積回路パターンを形成すべき所定の層が形成された半導体ウエハないしは半導体基板の最上表面上にレジスト層を形成する。そして、工程Ｔ１で作成されたフォトマスク１０を用いて同マスクの配線パターンをレジスト層に転写し、レジストパターンを形成する（工程Ｔ３）。このとき、既述した通り、フォトマスク１０の欠陥修正部分における透過率の低下による光量不足が補正されて、レジスト寸法変動率がゼロ％又は所定の許容範囲内（例えば±１０％以内）に抑制される。
【００５２】
最後に、レジストパターンをマスクとしてエッチング等の既知の処理を行うことにより、所望通りの寸法を有する集積回路パターンが形成される（工程Ｔ４）。
【００５３】
（実施の形態１の変形例１）
実施の形態１では、出力約１ミリジュール／パルス、パルス幅が約０．６ナノ秒の出力条件下で発振させたレーザー光を用いる場合の最適修正オフセット量Δｗ0及び修正オフセット量Δｗの許容範囲について述べた。しかし、欠陥サイズ（ｗ１，ｗ２）及び配線パターンの間隔Ｓのみならず、レーザー光の出力条件にも、最適修正オフセット量Δｗ0及び修正オフセット量Δｗの許容範囲は依存している。従って、レーザー光の出力条件が変わると、最適修正オフセット量Δｗ0も変わる。例えば、出力が４ミリジュール／パルス〜６ミリジュール／パルスの範囲内で且つパルス幅が約５ナノ秒のレーザー光を使用する場合には、欠陥修正部分に当たる石英ガラス部分に入るダメージがより一層大きくなり、同部の透過率の低下がより一層大きくならざるを得ない。この場合、凸欠陥が存在しない石英ガラス部分の透過率を１００としたときの欠陥修正部分の透過率は波長２４８ｎｍに対して８１、波長３６５ｎｍに対して９２となり、実施の形態１で述べたレーザー光の出力条件のときよりも低下する。そのため、最適修正オフセット量Δｗ0の符号は負となり、且つ、その絶対値は大きくなる傾向を呈する。ここで、配線間隔Ｓが１．５μｍ以下の配線パターンの一方のエッジに接続する凸欠陥１３（図１）を上記出力条件下のレーザー光で修正する場合には、最適修正オフセット量Δｗ0を−０．１５μｍ以下に設定し、修正後の配線パターンの一方のエッジを、実施の形態１のレーザー光修正のときと比較して、本来の配線パターンの一方のエッジの位置よりもより大きく後退させる必要性があるという実測結果が得られている。表２に、このような出力条件を有するレーザー光を用いて凸欠陥を修正した場合の、配線パターン間隔Ｓに対する最適修正オフセット量Δｗ0の実測結果をまとめた。但し、表２もまた、各凸欠陥又は各ブリッジ欠陥の欠陥サイズが一様ではないときのデータであり、例えば幅ｗ１は間隔Ｓ以内であり、幅ｗ２は約０．５μｍないし３μｍ程度の範囲内である。
【００５４】
【表２】
0004442962.tif 000003
【００５５】
表２に示す様に、上記出力条件下で発振させたレーザー光を用いる場合にも、実施の形態１で述べた出力条件下でのレーザー光を用いる修正の場合と同様に（表１参照）、配線パターンの間隔Ｓが大きくなると、最適修正オフセット量Δｗの符号は負から正へと移り且つその絶対値が小さくなる傾向が見られる。
【００５６】
以上より、レーザー光の本出力条件下において、主として配線パターンＳに応じて定まる、表２に記載した範囲内の最適修正オフセット量Δｗ0だけ、配線パターンの一方のエッジの位置を本来の位置よりも第１方向のマイナス方向に向けて後退させる（Δｗ0＜０）様に修正部分を加工することで、フォトマスクにおける欠陥修正部分の透過率低下に起因した半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動、従ってレジストパターンに基づき最終的に生成される集積回路パターンの寸法変動を最も小さくすることができる。又、本出力条件下でも、表２に示される各最適修正オフセット量Δｗ0を含む修正オフセット量Δｗの許容範囲内で修正部分のレーザー光修正を行うことができ、これにより、既述した通り、レジストパターンの寸法変動率を半導体装置の許容範囲内（例えば１０％以内）に抑制することができる。
【００５７】
（実施の形態１の変形例２）
実施の形態１及びその変形例１では凸欠陥に対する修正方法について述べたが、そこで述べられた修正方法ないしは修正原理は配線パターンに近接する孤立黒欠陥に対する修正についても同様に適用可能である。
【００５８】
図１５のフォトマスク１０の平面図に、孤立黒欠陥１８（第１幅ｗ１，第２幅ｗ２）をレーザー光修正する際の修正照射領域１４を示す。但し、この場合は、修正オフセット量Δｗないしは最適修正オフセット量Δｗ0が負の場合である。
図１５に示す通り、同領域１４は、▲１▼第３幅ｗ３及び第４幅ｗ４を有し（尚、ｗ３＝ｗ１，ｗ４＝ｗ２であっても可能）且つ孤立黒欠陥１８を包含する矩形状の照射領域１４Ａと、▲２▼上記欠陥１８に近接する配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅの内で同欠陥１８と対向する部分１２ＥＳより第１方向Ｄ１のマイナス側に修正オフセット量Δｗないしは最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけ同パターン１２の内部へ向けて広がった、第２方向Ｄ２に第４幅ｗ４を有するパターン修正領域１４Ｂとから成る。この様に修正照射領域１４を設定した上で同領域１４にレーザー光を照射することで、孤立黒欠陥１８を修正除去した後の石英ガラス部分に対向する配線パターン１２の一方のエッジ１２Ｅの一部は、上記部分１２ＥＳの位置よりも修正オフセット量Δｗないしは最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけ第１方向Ｄ１のマイナス方向に後退したものとなる。
【００５９】
尚、Δｗ＞０のときには、上記領域１４Ａが修正オフセット量Δｗだけ第１方向Ｄ１のプラス方向に挟まった領域が、修正照射領域となる。
【００６０】
（実施の形態１の変形例３）
実施の形態１及びその変形例１，２では、完全な直線状の配線パターンに接続した黒欠陥の修正方法と、半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率を最小限に又は半導体装置に要求される許容範囲内に抑制するために最適な金属膜配線パターンの構造について示した。しかしながら、フォトマスクの金属膜配線パターンは必ずしも完全な直線状である必要性はなく、第１方向に沿って配線パターン間隔Ｓに相当する寸法だけ延びた領域より成る同等の石英ガラス部分が存在する配線パターンであれば、表１及び表２に整理した最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけパターンエッジの一部が欠損したパターン構造に修正する、又はレジストパターンの寸法変動率を例えば±１０％以内に抑制可能な許容範囲内に属する修正オフセット量Δｗの絶対値だけパターンエッジの一部が欠損又は突出したパターン構造に修正することが可能であり、これにより、半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動率をゼロ％又はデバイスにとって許容可能な所定の範囲内に抑制することができる。その様なフォトマスクの配線パターンの一例を図１６及び図１７に例示する。
【００６１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、金属膜のパターンに、紫外光が透過可能な膜厚約０．１μｍのＭｏＳｉＯＮ（モリブデンシリサイドの酸窒化物）を用いたハーフトーン位相シフトフォトマスク上の凸欠陥の修正方法を示す。ここで、ハーフトーン位相シフトフォトマスクは、ＭｏＳｉＯＮの金属膜を透過した光の位相を変化させることで、写真製版工程において半導体ウエハ上に転写するレジストパターンの解像度を上げることのできるフォトマスクである。即ち、ハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいては、金属膜パターン部分を透過した光の位相は石英ガラス部分を透過した光の位相に対して１８０度反転するので、ハーフトーン位相シフトフォトマスクを用いる場合には、金属膜パターンのエッジ部分の光の強度が下がり、半導体ウエハ上のレジスト上にパターンエッジ部分をより強調して転写することができ、これによりパターンの解像度を上げることができる。特に、ＭｏＳｉＯＮの金属膜パターンの形状が矩形状の開口を有するパターン、即ち、ホールパターンを形成する場合に、上記の効果が高いと言える。この様な特性を有するハーフトーン位相シフトフォトマスクの黒欠陥をレーザー光照射により修正・除去する場合にも、欠陥修正部分においては透過率が低下すると共に、当該欠陥修正部分を透過する光の位相を欠陥のない部分に比べて十分に制御することが容易でない。例えば、実施の形態１で述べた出力条件下で発振させたレーザー光で黒欠陥を修正する場合、欠陥の存在しない部分の透過率を１００としたときの欠陥修正部分の透過率は波長２４８ｎｍでは９６．６である。また、実施の形態１の変形例１の出力条件の下でレーザー光による修正を行う場合には、波長２４８ｎｍでは上記透過率は８６．５となる。そのために、欠陥のない部分におけるパターンエッジ部を透過する光と比べて、欠陥修正部分におけるパターンエッジ部を透過する光の強度が異なり、パターン解像度を所望の通りに向上させることができないという問題点が生ずる。
【００６２】
そこで、ハーフトーン位相シフトフォトマスクの黒欠陥、例えば凸欠陥やパターンエッジに近接した孤立黒欠陥を修正する際にも、実施の形態１で述べた修正方法の適用が必要となる。以下、この点に鑑み、位相シフトフォトマスクの金属膜パターンの一部が開口されて石英ガラス部分のホールパターンが形成されている場合であって、且つホールパターンを形成する金属膜パターンの一つのエッジに凸欠陥が接続している場合について、上記凸欠陥を修正して転写後のレジストパターンの寸法変動率をゼロ％に又は許容範囲内に抑制可能な位相シフトフォトマスクの製造方法について述べる。
【００６３】
図１８は、ハーフトーン位相シフトフォトマスク１０の金属膜パターン５０のホール側（内側）の４つのエッジの１つ５０Ｅの一部分（境界部分ないしは接続部分）５０Ｂに繋がった、第１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２に第１及び第２幅ｗ１，ｗ２を有する凸欠陥５２を示す平面図である。同図中、記号Ｓは金属膜パターン５０の内側エッジで囲まれたホールの第１方向Ｄ１における幅（ホールサイズ）であり、凸欠陥５２が存在するホール内の石英ガラス部分（ホールパターンとも称す）５１の第１方向Ｄ１における寸法でもある。
【００６４】
次に図１９は、位相シフトフォトマスク１０の凸欠陥５２を除去するための修正照射領域５３を示す平面図である。この場合にも、同領域５３は、▲１▼凸欠陥５２を包含し、且つ第１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２について第３幅ｗ３（＝ｗ１）及び第４幅ｗ４（＝ｗ２）を有する照射領域５３Ａと、▲２▼境界部５０Ｂから第１方向Ｄ１のマイナス方向に対して上述した意味での許容範囲内にある修正オフセット量Δｗ又は最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけ広がり且つ第２方向Ｄ２につき幅ｗ４を有するパターン修正領域５３Ｂとから成る。但し、ホールサイズＳの値、レーザー光の出力条件及び（ブリッジ欠陥をも含めて）凸欠陥のサイズによっては、修正オフセット量Δｗの符号をプラスに設定して良い場合もある。このときには、図６に示す様に、図１９における▲１▼の照射領域５３Ａを第１方向Ｄ１のプラス方向に修正オフセット量Δｗの絶対値だけ挟めた領域が、修正照射領域となる。
【００６５】
次に図２０は、図１９に示す修正照射領域５３に渡ってレーザー光を照射することによって凸欠陥５２を全て除去した後の、位相シフトフォトマスク１０の金属膜パターン５０を示す平面図である。図２０の場合にも、金属膜パターン５０の内側の１つのエッジ５０Ｅの内で欠陥修正部分５４に対応する部分５０ＭＥは、修正オフセット量Δｗ又は最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけ第１方向Ｄ１のマイナス方向に後退しており、同パターンエッジ５０Ｅに部分的に欠損部分ないしは凹部５５が生じ、その直下の石英ガラス部分が露出している。この様な位相シフトフォトマスク１０を用いて半導体ウエハ上のレジスト層に金属膜パターン５０ないしはホールパターン５１を転写して形成されるレジストパターン１Ａを、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示す。図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）中、符号２Ａは半導体基板表面ないしはホールパターンである。尚、図２１（Ａ）ではホールパターン２Ａは矩形状として描かれているが、フォトマスク上におけるホールパターン５１のホールサイズＳが約１０μｍ以下の場合には、半導体ウエハ上におけるホールパターン２Ａは、図２１（Ｂ）に示す様に丸形状ないしは円形状となる。但し、図２１（Ｂ）で、ホールサイズＳｗ１のホールパターン２Ａは元々より黒欠陥がない場合のものであり、ホールサイズＳｗ２のホールパターン２Ａは本修正方法によって黒欠陥を修正した後のものである。
【００６６】
図２０の修正後のエッジ５０ＭＥが最適修正オフセット量Δｗ0の絶対値だけ本来の位置よりも後退する場合には、図２１のレジストパターン１Ａの寸法変動率（Ｓｗ２−Ｓｗ１）×１００／Ｓｗ１は０％であり、同エッジ５０ＭＥが許容範囲内の適切な修正オフセット量Δｗの絶対値だけ後退するときには、レジストパターン１Ａの寸法変動率は半導体装置１００にとって許容される範囲内（例えば±１０％以内）となる。
【００６７】
ここで、実施の形態１で述べたのと同じ出力条件下にあるレーザー光を用いてホールパターン５１内の凸欠陥５２を修正する際の修正オフセット量Δｗと、修正後の位相シフトフォトマスク１０の金属膜パターン５０を半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動量ΔＳｗとの実測値を、図２２に示す。同図より、幅Ｓが１．５μｍのホールパターン５１では、最適修正オフセット量６０はほぼ０μｍとなり、修正照射領域は従来の照射領域と同一になるが、幅Ｓが１．４μｍのホールパターン５１の場合には、最適修正オフセット量６１は約−０．０３μｍであり、又、幅Ｓが更に小さくなり、幅Ｓが１．２μｍのホールパターンでは、最適修正オフセット量６２は約−０．０７μｍとなる。この様に、ホールサイズＳが小さくなるにつれて、修正後のパターンエッジを本来のパターンエッジよりも第１方向Ｄ１のマイナス側に後退させる必要性が生ずる。
【００６８】
また、図２２から明らかな通り、ホールサイズＳが小さくなるにつれて、修正オフセット量Δｗの変動に対する半導体ウエハ上のレジストパターンの寸法変動は大きくなり、レジストパターンの寸法変動率ΔＳｗを±１０％以内に抑制可能な修正オフセット量Δｗの変動許容量（必要修正精度）は小さくなる。
【００６９】
表３に、ＭｏＳｉＯＮ膜を金属膜パターンに使用したハーフトーン位相シフトフォトマスクの凸欠陥を修正する際のホールサイズないしはホール抜き寸法Ｓと最適修正オフセット量Δｗ0との関係を示す。但し、表３のデータにおいても、各凸欠陥の幅寸法は一様でなく、幅ｗ１はホールサイズＳ以下であり、幅ｗ２もホールサイズＳ以下である。
【００７０】
【表３】
0004442962.tif 000004
【００７１】
以上より、欠陥サイズ（＝ｗ１）が例えば０．５μｍの凸欠陥５２（図１８）について、レーザー光の上記出力条件の下で、ホールパターンサイズＳに応じて定まる表３に記載した範囲内の最適修正オフセット量Δｗ0に基づき従来の照射領域を修正することにより、位相シフトフォトマスク上の修正部分の透過率低下に起因する半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率をほぼゼロ％にすることができる。又、表３中の最適修正オフセット量Δｗ0毎に定まる許容範囲内の修正オフセット量Δｗに基づき従来の照射領域を修正することによっても、レジストパターンの寸法変動率をデバイスの品質上求められる許容範囲内に抑制することができる。
【００７２】
尚、ここで述べたレーザー光修正についても、レーザー修正装置は図１３に示したものと同一である。
【００７３】
（実施の形態３）
実施の形態１、その変形例１〜３及び実施の形態２では、フォトマスク上の金属膜パターンに接続している凸欠陥（ブリッジ欠陥を含む）をレーザー光を照射して除去することで、最適修正オフセット量Δｗ0又は許容範囲内の修正オフセット量Δｗだけ本来のパターンエッジを第１方向に後退させる、又は許容範囲内の修正オフセット量Δｗだけ同エッジを第１方向に突出させて欠陥修正部分の透過率の変動を補い、半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率をデバイス品質の要求範囲内に抑制する方法を示した。本実施の形態では、その修正原理は同一だが、修正用に用いるビームをレーザー光ビームからイオンビームに変える場合について記載する。即ち、金属膜よりなるパターンの一方のエッジに接続している凸欠陥をイオンビームを用いて修正除去する一例を示す。勿論、本実施の形態で例示する方法は、フォトマスクの１つのパターンに近接する孤立黒欠陥の修正についても適用可能である。
【００７４】
イオンビームエッチングによる凸欠陥修正方法は、概ね次の通りに行われる。即ち、イオンビームで凸欠陥を除去する場合、凸欠陥部分の金属膜は、高電圧で加速されたガリウム等のイオン粒子でスパッタエッチングされることにより、表面から除去されていく。その際、イオンスパッタリングによって石英ガラス表面から飛び出すＳｉの２次電子等を検出することで、凸欠陥の金属膜が全てエッチングされて下地の石英ガラス部分が表面に現れた時点を検出し、その時点で修正作業を終了する。このため、凸欠陥の金属膜が完全にエッチングされる直前及び凸欠陥の金属膜が全てエッチングされた直後にその直下の石英ガラス表面をイオンビームによってスパッタする場合、凸欠陥の金属膜の下地の石英ガラス部分にダメージが入り表面に微小な荒れが生じたり、スパッタされた上記石英ガラス部分にイオンが注入されるために、レーザー光修正の場合と同様に、欠陥のない石英ガラス部分と比べて、凸欠陥修正後に露出する石英ガラス部分の透過率が低下する。そこで、イオンビームエッチングによって凸欠陥を修正する場合にも、上記の透過率低下を補うためには、実施の形態１と同様に、イオンビームの出力条件や第１方向におけるパターン間隔や欠陥サイズに応じて定まる最適修正オフセット量Δｗ0又はデバイス品質上要求される許容範囲内の修正オフセット量Δｗだけ、修正後のパターンエッジを本来のパターンのエッジよりも第１方向のマイナス方向に後退させる、又は、上記修正オフセット量Δｗだけプラス方向に突出させる必要があり（但し、場合によっては従来通り（Δｗ＝０）で良いときもある）、これにより、半導体ウエハ上に金属膜パターンを転写して形成されるレジストパターンの寸法変動をほぼゼロ値に、又はデバイス品質の要求範囲内に抑制することができる。
【００７５】
ここで、図２３は、配線幅Ｌ及び配線間隔Ｓ（図１参照）が共に１．０μｍの直線状の配線パターンの内の隣り合う２本の配線パターンのそれぞれの一方のエッジに繋がったブリッジ欠陥（ｗ１＝ｗ２＝１．０μｍ）をガスアシストによるイオンビームエッチングによって修正・除去するときの、修正オフセット量Δｗと各修正オフセット量Δｗに対するレジスト寸法変動率ΔＳｗとの関係を示す図であり、図中の丸印は実測結果を示している。この場合のイオンビームの出力条件については、電圧が２０ｋｅＶ、電流が５０ｐＡ、ビーム径が０．１５μｍである。同図より、本出力条件、本欠陥サイズ及び本パターン間隔Ｓにおける最適修正オフセット量Δｗ0は約−０．０３μｍであり、レジストパターン寸法変動率ΔＳｗを±１０％以内に抑制するために必要な修正オフセット量Δｗの許容範囲は約−０．１２５μｍないし＋０．０６μｍの範囲である。
【００７６】
更に、表４に、ＣｒＯＮ膜を金属膜の直線状配線パターンに使用した通常のフォトマスクの凸欠陥（図１参照）をイオンビームエッチングで修正する場合の、各間隔Ｓに対応する最適修正オフセット量Δｗ0の実測結果を示す。この場合のイオンビームの出力条件は図２３における場合と同様であるが、凸欠陥サイズは一様ではなく、幅ｗ１は間隔Ｓ以内、幅ｗ２は約０．５μｍないし３μｍ程度の範囲内にある。
【００７７】
【表４】
0004442962.tif 000005
【００７８】
尚、本実施の形態においても、表４中の各最適修正オフセット量Δｗ0毎に、レジストパターン寸法変動率がデバイス品質上要求される許容値となる様に（例えば±１０％以内）、修正オフセット量Δｗの許容範囲を求めることができる。
【００７９】
次に、イオンビームエッチング装置とそれを用いたイオンビームエッチングによる欠陥修正方法の手順とを、図２４及び図２５に基づき説明する。
【００８０】
図２４において、イオンビームエッチング装置１２０は、イオンビームをスキャンしつつ出力するイオン銃１２１と、イオンビームの幅を制限するスリット１２５と、イオンビームがフォトマスク１０の表面にスパッタされるときに同表面にプラスの電荷がチャージアップされるのを中和するための電子ビームを供給する電子銃１２２と、イオンビームのスパッタによりフォトマスク１０の表面から放出されるＣｒやＳｉ等の金属の２次電子を検出してスパッタされた表面の画像データを生成し、同データを図示しないデータ処理用コンピュータに出力する２次イオン検出器１２３と、ガスインジェクター１２４と、図示しない試料台とより成る。
【００８１】
他方、図２５は、既述した図１２の工程Ｓ３の詳細を示すフローチャートであり、図２５中のステップＳ３１〜Ｓ３３，Ｓ３８及びＳ３９の各々は、それぞれ既述した図１４のステップＳ３１〜Ｓ３３，Ｓ３８及びＳ３９に相当している。
【００８２】
図２５のステップＳ３４では、先ずイオン銃１２１よりイオンビームを照射してフォトマスク１０の表面から放出される２次電子を２次イオン検出器１２３で検出し、その検出データに基づきデータ処理用コンピュータ上でフォトマスク１０の金属膜パターンと黒欠陥との画像を生成する（イオンビームイメージング）。そして、次のステップＳ３５において、操作者は、画面上の画像より、黒欠陥画像をその先端側から境界部分に向けて部分的に又は全体的に覆う矩形状のイオンビーム照射領域を設定する。この設定に基づき、コンピュータはイオン銃１２１をコントロールすると共に（イオンビームのスキャンの制御）、ガスインジェクター１２４をもコントロールして、同インジェクター１２４によって、金属膜と石英ガラス基板とのエッチング選択比を上げるためのガスをフォトマスク１０の表面に吹き付けさせつつ（石英ガラス基板のエッチングレートを下げる一方、金属膜のエッチングレートを上げる）、画面上で設定された位置に相当するフォトマスク１０の表面位置にイオン銃１２１より出力されるイオンビームを自動的にスキャンさせて、設定照射領域内の黒欠陥をエッチング・除去する（ステップＳ３６）。
【００８３】
以上の各ステップを踏むことで、上述した修正照射領域にまで設定照射領域が拡大し、所望のフォトマスク１０が生成される。
【００８４】
尚、上述したイオンビームエッチングによる修正方法は、実施の形態２で記載した位相シフトフォトマスクの黒欠陥修正にも適用可能である。
【００８５】
（実施の形態４）
実施の形態１ないし３では、フォトマスク上の金属膜パターンに接続している凸欠陥（ブリッジ欠陥を含む）又はパターンのエッジに近接している孤立黒欠陥をレーザー光ビームまたはイオンビーム（これらを総称して単に所定のビームと呼ぶ）を用いて、最適化された又は許容範囲内にある修正オフセット量Δｗ0，Δｗだけ従来より設定されてきた照射領域を修正することで、欠陥修正部分の透過率の変動を補い、以て半導体ウエハ上に金属膜パターンを転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率をゼロ％又はデバイス品質の要求範囲内に抑制する方法を示した。そして、これらの場合においては、修正照射領域の内のパターン修正領域の第２方向Ｄ２の幅を、金属膜パターンの一方のエッジに接続する、あるいは近接する黒欠陥の第２方向Ｄ２における第２幅（＝ｗ２）とほぼ同等の幅に設定していた。
【００８６】
しかしながら、このようにパターン修正領域の第２方向の幅を黒欠陥の第２幅と同等に設定する場合には、その符号が負となる場合であって且つ修正オフセット量Δｗの絶対値が大きくなりすぎるときには、フォトマスクの製造工程における修正後の欠陥検査工程の段階で、パターンエッジの欠損部分１６（図３）が白欠陥として検出されてしまうという問題点が生じる。
【００８７】
そこで、その様な問題点の発生を事前に回避するためには、本来のパターンの後退させる部分１６，５５（図３，図２０）の第２方向Ｄ２における幅を金属膜パターンと接続、あるいは近接する黒欠陥１３，５２の第２幅ｗ２よりも大きく設定する必要がある。これにより、既述した欠陥修正部分に隣接するパターンエッジの凹部分１６，５５の下地の石英ガラス部分が第２方向Ｄ２に広がる分だけ、上記パターン修正領域の第１方向Ｄ１の幅に相当する修正オフセット量Δｗの絶対値を実施の形態１〜３の場合と比べて小さくすることができる。
【００８８】
その様な一例を図２６及び図２７に示す。
【００８９】
（付記）
（１）  実施の形態１等で示した完全又は非完全な直線状金属膜配線パターンや、実施の形態２で示したホールパターンを形成する金属膜パターンを、「パターン」と総称する。又、通常のＣｒＯＮフォトマスクや位相シフトフォトマスクを、「フォトマスク」と総称する。そして、本黒欠陥修正方法はそれ以外の様々な種類のフォトマスクや様々なパターン形状に基本的に適用可能である。
【００９０】
（２）  加えて、実施の形態１〜６では主としてポジレジストを用いる場合について説明したが、本黒欠陥修正方法はネガレジストを用いる場合にも適用可能であることは自明である。
【００９１】
（３）  既述した通り、レーザー光ビームやイオンビームを「所定のビーム」と総称する。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、欠陥修正部分の透過率の低下を適切に補正することができるので、フォトマスクの修正後のパターンを転写して形成されるレジストパターンの寸法変動をデバイス品質上許容される範囲内に抑制することが可能となる。
【００９５】
さらに、請求項１に係る発明によれば、残部直下の下地の石英ガラス部分及び欠陥修正部分の透過率の低下を適切に補正することができるので、フォトマスクの修正後のパターンを転写して形成されるレジストパターンの寸法変動をデバイス品質上許容される範囲内に抑制することが可能となる。
【００９６】
請求項２に係る発明によれば、修正オフセット量の絶対値を比較的小さく設定することができるので、黒欠陥修正後に修正部分が欠陥として検出されてしまう事態を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＣｒＯＮフォトマスクの直線状の金属膜配線パターンの一方のエッジに接続した凸欠陥を示す平面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係る修正照射領域を示す平面図である。
【図３】  図２に示す修正照射領域に渡ってレーザー光を照射して凸欠陥を除去した後のフォトマスクを示す平面図である。
【図４】  図３に示すフォトマスクの配線パターンをレジスト層に転写して形成されるレジストパターンを有する半導体装置の平面図である。
【図５】  図３に示すフォトマスクの配線パターンをレジスト層に転写して形成されるレジストパターンを有する半導体装置の平面図である。
【図６】  修正オフセット量の符号が正のときの修正照射領域を示すフォトマスクの平面図である。
【図７】  図６の修正照射領域に渡ってレーザー光を照射して凸欠陥の一部を除去した後のフォトマスクを示す平面図である。
【図８】  ＣｒＯＮフォトマスクにおいて、第１方向における配線幅と配線間隔とが共に約１μｍの金属膜配線パターンの一方のエッジに接続した幅０．５μｍの凸欠陥をレーザー光を用いて修正するときの修正オフセット量と、修正後の金属膜配線パターンを半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率との関係を示す図である。
【図９】  ブリッジ欠陥を修正・除去するときの修正照射領域の一例を示すフォトマスクの平面図である。
【図１０】  ＣｒＯＮフォトマスクにおいて第１及び第２方向の配線幅が共に約１μｍの隣り合う両金属膜配線パターンのそれぞれのエッジに共に接続した、第２方向の幅寸法がそれぞれ１μｍと３μｍの両凸欠陥をレーザー光を用いて修正するときの、修正オフセット量と修正後の金属膜パターンを半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率とを示す図である。
【図１１】  ＣｒＯＮフォトマスクにおいて第１及び第２方向における配線幅が共に約１．２μｍの隣り合う両金属膜配線パターンに接続した、第２方向の幅寸法がそれぞれ０．５μｍと３μｍの両凸欠陥をレーザー光を用いて修正するときの、修正オフセット量と修正後の金属膜配線パターンを半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率とを示す図である。
【図１２】  フォトマスクの製造工程を含む半導体装置の集積回路パターン形成工程を示すフローチャートである。
【図１３】  レーザー修正装置の構成とその原理とを示す図である。
【図１４】  レーザー光による凸欠陥修正手順を示すフローチャートである。
【図１５】  配線パターンエッジに近接する孤立黒欠陥を修正するときの修正照射領域の一例を示すフォトマスクの平面図である。
【図１６】  完全な直接状でない配線パターンのエッジに接続する凸欠陥を示すフォトマスクの平面図である。
【図１７】  完全な直接状でない配線パターンのエッジに接続する凸欠陥を示すフォトマスクの平面図である。
【図１８】  本発明の実施の形態２におけるＭｏＳｉＯＮハーフトーン位相シフトフォトマスクの金属膜パターンの１つのエッジに接続した凸欠陥を示す平面図である。
【図１９】  実施の形態２における修正照射領域を示す位相シフトフォトマスクの平面図である。
【図２０】  図１９の修正照射領域に渡ってレーザー光を照射して凸欠陥を除去した後の位相シフトフォトマスクの平面図である。
【図２１】  図２０のフォトマスクのホールパターンをレジスト層に転写して形成されるレジストパターンを有する半導体装置を示す平面図である。
【図２２】  本発明の実施の形態２に示すＭｏＳｉＯＮハーフトーン位相シフトフォトマスクのホールサイズがそれぞれ１．２μｍ，１．４μｍ，１．５μｍの各金属膜パターンの一つのエッジに接続した、第１及び第２方向の幅が共に約０．５μｍの凸欠陥をレーザー光を用いて修正するときの修正オフセット量と、修正後のホールパターンを半導体ウエハ上に転写して形成されるレジストパターンの寸法変動率とを示す図である。
【図２３】  実施の形態３におけるイオンビームエッチングの場合の、修正オフセット量とレジスト寸法変動率との関係を示す図である。
【図２４】  イオンビームエッチング装置の構成とその原理とを示す図である。
【図２５】  イオンビームエッチングによる凸欠陥修正手順を示すフローチャートである。
【図２６】  実施の形態４に係る修正照射領域を示すフォトマスクの平面図である。
【図２７】  図２６の修正照射領域に渡ってレーザー光を照射して凸欠陥を除去した後のフォトマスクを示す平面図である。
【図２８】  フォトマスクの金属膜配線パターンに接続した黒欠陥を示す平面図である。
【図２９】  従来のレーザー光又はイオンビームの照射領域を示す平面図である。
【図３０】  従来の修正方法を用いて修正した後の従来のパターンの構造を示す図である。
【図３１】  図３０に示すフォトマスクのパターンをウエハ上に転写して形成される従来のレジストパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
１  半導体基板、２  レジストパターン、１０  フォトマスク、１１  石英ガラス部分、１２  配線パターン（ＣｒＯＮ金属膜）、１２Ｅ，５０Ｅ  エッジ、１３，５２  凸欠陥、１４，５３，  修正照射領域、１４Ａ，５３Ａ  照射領域、１４Ｂ，５３Ｂ  パターン修正領域、１５，５４  欠陥修正部分、２０，３０，４０，６０，６１，６２  最適修正オフセット量、２１，３１，３２，４１，４２  修正オフセット量の許容範囲、５０  ＭｏＳｉＯＮ金属膜パターン、５１石英ガラス部分（ホールパターン）、１００  半導体装置。
【図１】
0004442962.tif 000006
【図２】
0004442962.tif 000007
【図３】
0004442962.tif 000008
【図４】
0004442962.tif 000009
【図５】
0004442962.tif 000010
【図６】
0004442962.tif 000011
【図７】
0004442962.tif 000012
【図８】
0004442962.tif 000013
【図９】
0004442962.tif 000014
【図１０】
0004442962.tif 000015
【図１１】
0004442962.tif 000016
【図１２】
0004442962.tif 000017
【図１３】
0004442962.tif 000018
【図１４】
0004442962.tif 000019
【図１５】
0004442962.tif 000020
【図１６】
0004442962.tif 000021
【図１７】
0004442962.tif 000022
【図１８】
0004442962.tif 000023
【図１９】
0004442962.tif 000024
【図２０】
0004442962.tif 000025
【図２１】
0004442962.tif 000026
【図２２】
0004442962.tif 000027
【図２３】
0004442962.tif 000028
【図２４】
0004442962.tif 000029
【図２５】
0004442962.tif 000030
【図２６】
0004442962.tif 000031
【図２７】
0004442962.tif 000032
【図２８】
0004442962.tif 000033
【図２９】
0004442962.tif 000034
【図３０】
0004442962.tif 000035
【図３１】
0004442962.tif 000036